化工生产过程中的基本问题习题
1在硫酸的工业制法中,下列生产操作与说明生产操作的主要原因都正确的是( )
A.硫铁矿燃烧前要粉碎,因为大块的硫铁矿不能燃烧
B.从沸腾炉出来的炉气需净化,因为炉气中的SO2会与杂质反应
C.SO2氧化为SO3时需使用催化剂,这样可以提高SO2的转化率
D.SO3用98.3%的浓H2SO4吸收,目的是防止形成酸雾,以便使SO3吸收完全
2.接触法制硫酸时,由沸腾炉导出的炉气必须经除尘、洗涤、干燥、净化,理由是( )
A.防止砷、硒等元素的化合物和矿尘使催化剂中毒 B.为了提高原料的利用率
C.提高成品硫酸的质量和纯度 D.避免水蒸气对设备和生产有不良影响
3..接触法制硫酸时,进入接触室的气体合理的是( )
A.体积组成:SO2 7%、O2 11%,其余为N2、CO2等
B.质量组成:SO2 30%、O2 7%,其余为N2、CO2等
C.体积组成:SO2 14%、O2 7%,其余为N2、CO2等
D.体积组成:SO2 14%、O2 5%,其余为N2、CO2等
4.在硫酸工业生产中,为了有利于SO2的转化且能充分利用热能,采用了中间有热交换器的接触室。按此密闭体系中气体的流向,则在A处流出的气体为 …( )
A.SO2 B.SO3,O2 C.SO2,O2 D.SO2,SO3
5.在接触法生产硫酸中,对于SO2的接触氧化反应有下面4个图,其中正确的是 …( )
6接触法生产H2SO4过程中,对废气、废水、废渣、“废热”的处理正确的是( )
①尾气用氨水处理 ②污水用石灰乳处理 ③废渣用来造水泥、炼铁 ④设置“废热”锅炉产生蒸汽,供热或发电
A.只有①② B.只有①③④ C.只有①②③ D.全部
7.将三氧化硫溶解在浓硫酸中所得到的混合物称为“发烟硫酸”,通常以三氧化硫的质量分数表示其组成。今将0.118 5 g发烟硫酸试样溶于水,用0.125 mol•L-1的NaOH标准溶液滴定。用此标准溶液20 mL恰好中和,则试样中SO3的质量分数为( )
A.15% B.17% C.34% D.60%
8.H2SO4是SO3的水合物,设某种(90%)浓硫酸只存在三种水合物形式H2SO4(SO3•H2O)、H2S2O7(2SO3•H2O)、H2SO4•2H2O(SO3•3H2O),若SO3•3H2O的物质的量占一半,则H2SO4和H2S2O7物质的量之比约为( )
A.1∶1 B.98∶168 C.163∶191 D.168∶191
9为方便某些计算,有人将98%的浓硫酸表示成下列形式,其中合理的是( )
A.H2SO4• H2O B.H2SO4•H2O C.H2SO4•SO3 D.SO3• H2O
10有A、B、C、D四个中等城市,它们水源、能源充足,交通便利。它们相对地理位置10如下图所示。各城市各有其特点:A城是风光秀丽、人口稠密、土地供应紧张的旅游城市,环保要求高,近郊有丰富的FeS2资源。B城是一个新兴的工业城市,已建有大型磷肥厂,土地供应充足。C城近郊有丰富的磷灰石资源,工业发达,但使用H2SO4的工业不多,土地供应充足。D城是一个古老的城市,它的周围是重要的农业区,是大量肥料的集散地。现拟建年产1×105 t的黄铁矿制硫酸的工厂,厂址应选在( )
A.A城近郊 B.B城近郊 C.C城近郊 D.D城近郊
11.观察图1-2,回答以下问题:
图1-1-2
(1)设备的名称是______________,反应的化学方程式是____________________________。
(2)图中标号处通入或放出的物质是:①____________________________;
②____________________________;
③____________________________;
④____________________________。
(3)在该设备里,矿石燃烧前要粉碎成细小矿粒的原因是____________________________。
(4)从设备里放出的气体必须经过、______________处理后,才能进入下一个设备,其原因是__________________________________________________________________________。
12在硫酸工业中,通过下列反应使SO2氧化成SO3:
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g);ΔH=-213.8kJ•mol-1
(1)在生产中,常用过量空气是为了_________________________。
(2)加热到400~500 ℃可以_________________________。
(3)常用浓硫酸而不用水吸收SO3,是由于_________________________。
(4)尾气中有SO2必须回收是为了_________________________。
13我国东部季风区某新建城市分布图如下图所示,城市的四周都有广阔地带,现要在该城市附近建一座比较大型的火力发电厂。
(1)请在图中A、B、C、D、E、F处选一最佳建厂处,说明理由。
(2)请你预测此工厂将有哪些方面对环境造成污染。
(3)请你用物理、化学、生物等方面的知识设计一个保护环境、控制污染的方案。
14.固体A和B都是由两种相同元素组成,在A、B中两种原子的个数之比分别为1∶1和1∶2。将A和B在高温下煅烧,产物都是固体C和气体D,由D最终可制得酸E。E的稀溶液和A反应时,生成气体G和F溶液, G通入D的溶液中有浅黄色的沉淀产生,该沉淀加热时又可转化为D。根据以上事实回答下列问题。
(1)A的化学式是___________;B的化学式是___________。
(2)写出下列反应的化学方程式:
①B煅烧生成C和D:_________________________________;
②G通入D的溶液中:_________________________________;
③在F中滴入溴水:_________________________________;
④A和E反应:_________________________________。
15.利用黄铁矿(含FeS284%)生产硫酸,黄铁矿的利用率为96%,SO2的转化率为95%,SO3的吸收率为98.5%,求1 t黄铁矿可生产98%的浓硫酸多少吨。
16.接触法制硫酸是先把SO2催化氧化为SO3,然后用水和浓硫酸吸收得到SO3。某工厂接触室出口气体中含N2、O2、少量SO2和10%(体积分数)的SO3。把出口气体送进吸收塔,使SO3转化成98%(质量分数)的H2SO4和发烟H2SO4〔H2SO4和SO3混合物,其中含20%(质量分数)的SO3〕。
(1)设上述工厂只生产发烟H2SO4:
①算出1 000 m3 出口气体所需要的水的质量;
②算出每1 000 m3出口气体生产的发烟硫酸的质量。
(2)设上述工厂只生产98%的H2SO4:
①算出每1 000 m3出口气体所需要的水的质量;
②算出同时生产的98% H2SO4的质量。
注:上述气体体积均转化为标准状况下的体积。
(3)若该工厂同时生产发烟硫酸和98%硫酸(两种产物的质量比x=m1/m2,m1和m2分别是发烟硫酸和98%硫酸的质量)。
导出数学表达式,用来描述每1 000 m3出口气体中所消耗水的质量同上述x间的关系。
说明问题(1)和问题(2)中得到的有关数据是否符合你导出的数学表达式。
17 在标准状况下,SO2和O2混合气体500 mL,通过灼热V2O5层后,体积变为450 mL(恢复到原状况),将此450 mL气体通过NaOH溶液后,溶液增重0.985 g,问原混合气体中有SO2多少克?
18接触法生产硫酸时,含FeS2 80%的黄铁矿在沸腾炉中燃烧时有3%的硫受到损失,得到的SO2在接触室氧化为SO3时的转化率为95%,求生产1 t 96%的硫酸,需黄铁矿石的质量是多少?